JP4265877B2

JP4265877B2 - Magnetic disk storage device

Info

Publication number: JP4265877B2
Application number: JP2001161854A
Authority: JP
Inventors: 康彦鴻上; 健二西村; 立弥根岸
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: US6975479B2; JP2002358742A; US20020181142A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク記憶装置の制御技術、さらには、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータの制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク記憶装置は、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させるボイスコイルモータと、上記磁気ヘッドのリード状態を監視しながら上記ボイスコイルモータの駆動電流を制御することにより上記磁気ヘッドの位置決めを行なうボイスコイルモータ駆動制御装置を有する。
【０００３】
磁気ディスク記憶装置の情報記憶密度は年々高められているが、これに伴って磁気ヘッドの位置決め制御も非常に高精度が要求されるようになってきた。そこで、上記ボイスコイルモータの駆動電流を当該駆動電流の検出値に基づいてフィードバック制御することにより上記磁気ヘッドの位置決めを行なう。そして、その磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータの駆動には、一般に、ボイスコイルモータの駆動電流量を連続的に変化させるリニア駆動方式が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した技術には、次のような問題のあることが本発明者らによって明らかにされた。
【０００５】
すなわち、磁気ディスク記憶装置では記憶の高密度化とともにアクセスの高速化も要求されている。高速アクセスを実現するためには磁気ヘッドを所定の記憶トラックまで移動させる時間いわゆるシーク時間を短縮させなければならないが、そのためにはボイスコイルモータの駆動電流を増大させる必要がある。しかし、ボイスコイルモータ駆動電流を増大させると、その駆動電流をリニアに制御するための電力損失が増大し、これに伴って発熱量が増大する。このシーク時の発熱は磁気ヘッドや磁気記憶ディスクの動作や特性等に悪影響を及ぼし、これにより、たとえばリード／ライトエラーが生じやすくなるなどの弊害が生じる。
【０００６】
そこで、本発明者は、上記発熱を減少させるために、上記ボイスコイルモータ駆動電流をパルス幅変調制御（以下、ＰＷＭ制御と呼ぶ）することを検討した。すなわち、ボイスコイルモータ駆動電流の量を連続的に変化させるのではなく、その駆動電流の通電／非通電時間比を変化させることによってボイスコイルモータの駆動制御を行なうパルス駆動方式を検討した。この場合、ボイスコイルモータ駆動電流の量を最大値付近に固定し、その通電／非通電時間比を変化させることによってボイスコイルモータの駆動制御を行なう。
【０００７】
しかし、このパルス駆動方式は電力損失の低減による発熱量抑制には有効であるが、上述したリニア駆動方式に比べて制御精度とくに磁気ヘッドの移動量が小さいトラッキング時での磁気ヘッド位置決め精度を十分に確保することが難しいとともに、駆動電流をパルス制御することに伴って生じるＥＭＩ（電磁干渉）ノイズが磁気ヘッドや配線に飛び込むなどして、位置情報のリードエラーを誘発しトラッキングミスが生じるおそれが高くなるという不具合があることが分かった。
【０００８】
ところが、ボイスコイルモータを使用するシステムによっては、ノイズよりも発熱による影響を受け易いため発熱量を特に抑えたいものや発熱よりもＥＭＩノイズによる影響を受け易いためノイズを特に抑えたいものなどがあり、いずれの要求にも応えられるモータ制御技術を開発する必要性が生じてきた。
【０００９】
本発明の目的は、リード／ライトエラーを誘発するおそれがある発熱またはＥＭＩノイズのいずれかを優先して効果的に低減させるか選択できるとともに、トラッキング時における磁気ヘッド位置決め制御の高精度化とシーク時間の短縮によるアクセスの高速化を共に可能にするボイスコイルモータの駆動制御技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１２】
すなわち、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させるボイスコイルモータと、上記磁気ヘッドのリード状態を監視しながら上記ボイスコイルモータの駆動電流をフィードバック制御することにより上記磁気ヘッドの位置決め制御を行なう磁気ヘッド駆動手段を有する磁気ディスク記憶装置において、上記磁気ヘッド駆動手段は、上記ボイスコイルモータのコイルの両端をリニア制御で駆動する第１の駆動モードと、上記コイルの一方の端子をリニア制御し他方の端子をパルス幅制御で駆動する第２の駆動モードとを備えるようにした。
【００１３】
上記した手段によれば、ボイスコイルモータのコイルの一方の端子をリニア制御し他方の端子をパルス幅制御で駆動する第２の駆動モードが設けられているため、コイルを２つの端子の両方からリニア制御で駆動する場合よりも少ない電力損失でヘッドを高速で移動させることができるとともに、コイルを２つの端子の両方からパルス幅制御で駆動する場合よりも一層ノイズの発生を抑えつつヘッドを移動させることができる。
【００１４】
また、望ましくは、前記磁気ヘッド駆動手段は、磁気ヘッドが隣接する記憶トラックを順次走査するトラッキング時に前記第１の駆動モードを実行し、上記磁気ヘッドが記憶トラックを跨いで移動するシーク時に前記第２の駆動モードを実行するように構成する。これにより、トラッキング時における磁気ヘッド位置決め精度の向上とシーク時におけるノイズの発生を抑えたアクセスの高速化を図ることができる。
【００１５】
さらに、望ましくは、前記磁気ヘッド駆動手段は、ボイスコイルモータ駆動電流の制御指令値が所定のしきい値未満のときに前記第１の駆動モードを実行し、ボイスコイルモータ駆動電流の制御指令値が所定のしきい値以上のときに前記第２の駆動モードを実行するように構成する。これにより、第１の駆動モードと第２の駆動モードの切替え判定を、上記制御指令値に基づいて簡単に行なわせることができる。
【００１６】
本願の他の発明は、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させるボイスコイルモータと、上記磁気ヘッドのリード状態を監視しながら上記ボイスコイルモータの駆動電流をフィードバック制御することにより上記磁気ヘッドの位置決め制御を行なう磁気ヘッド駆動手段を有する磁気ディスク記憶装置において、上記磁気ヘッド駆動手段は、上記ボイスコイルモータのコイルの両端子をリニア制御で駆動する第１の駆動モードと、上記コイルの一方の端子をリニア制御し他方の端子をパルス幅制御で駆動する第２の駆動モードと、上記コイルの両端子をパルス幅制御で駆動する第３の駆動モードとを備え、上記いずれかの駆動モードで上記ボイスコイルモータの駆動制御を実行する実行するようにした。
【００１７】
上記した手段によれば、ボイスコイルモータのコイルの一方の端子をリニア制御し他方の端子をパルス幅制御で駆動する第２の駆動モードが設けられているため、コイルを２つの端子の両方からリニア制御で駆動する場合よりも少ない電力損失でヘッドを移動させることができるとともに、コイルを２つの端子の両方からパルス幅制御で駆動する場合よりもノイズの発生を抑えてヘッドを移動させることができる。これに加えて、ボイスコイルモータのコイルの２つの端子を双方向からパルス幅制御で駆動する第３の駆動モードが設けられているため、第２の駆動モードよりもさらに少ない電力損失でヘッドを高速で移動させることができ、ユーザは自己のシステムの特性に応じてノイズの少ない第２の駆動モードと高速で電力損失の少ない第３の駆動モードいずれかを選択することができるので、システムの動作の最適化が容易になる。
【００１８】
また、望ましくは、ボイスコイルモータ駆動電流の瞬時値がその平均値となるようなタイミングを定めるタイミング制御手段を設け、このタイミング制御手段が定める上記タイミングに同期して駆動モードの切替えを行なうようにする。これにより、第１の駆動モードと第２の駆動モード間の移行を円滑に行なうことができる。
【００１９】
さらに、望ましくは、ボイスコイルモータ駆動電流の平均値を電圧変換して検出する電流検出手段と、この電流検出手段の検出電圧と制御指令値間の差を検出する誤差検出回路と、上記誤差検出回路の検出出力に応じて幅が変化する第１のパルスを生成する第１パルス生成回路と、上記誤差検出回路の検出出力に基づいて上記第１のパルスと位相が異なる第２のパルスを生成する第２パルス生成回路と、上記誤差検出回路の検出出力または上記第１パルス生成回路により生成された第１パルスに基づいてボイスコイルモータ駆動電流をコイルの第１端子の側から制御する第１駆動手段と、上記誤差検出回路の検出出力または上記第２パルス生成回路により生成された第２パルスに基づいてボイスコイルモータ駆動電流をコイルの第２端子の側から制御する第２駆動手段と、動作モードに応じて上記誤差検出回路の検出出力と上記第１パルスとを切り替えて上記第１駆動手段に供給可能な第１スイッチ回路と、動作モードに応じて上記誤差検出回路の検出出力と上記第２パルスとを切り替えて上記第２駆動手段に供給可能な第２スイッチ回路とを設け、上記第１スイッチ回路と上記第２スイッチ回路は互いに独立に制御可能に構成する。これにより、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路をそれぞれ指定されたモードに応じて切り替えるだけで、共通の回路を利用して所望の動作モードでモータのコイルを駆動させることができるとともに、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路が互いに独立に制御可能であるため、スイッチの状態に応じて３つ以上の動作モードを切り替えることができる。
【００２０】
また、上記磁気ヘッドにより読み出された信号および上記磁気ヘッドに供給される書込み信号と、上記コイルの一方の端子を駆動する信号と他方の端子を駆動する信号とが１つの伝送媒体により伝送されるように構成された磁気ディスク記憶装置において、上記第２駆動モードでパルス幅制御される上記コイルの他方の端子を駆動する信号を伝送する配線は、上記伝送媒体上において、上記第２駆動モードでリニア制御される上記コイルの一方の端子を駆動する信号を伝送する配線よりも、上記読出し信号および上記書込み信号を各々伝送する配線から離れた位置に配置させるようにする。これにより、モータを駆動する信号を伝送する配線から発生するノイズが読出し信号や書込み信号を伝送する配線に飛び込みにくくすることができる。
【００２１】
さらに、望ましくは、上記第２駆動モードでパルス幅制御される上記コイルの他方の端子を駆動する信号を伝送する配線および上記第２駆動モードでリニア制御される上記コイルの一方の端子を駆動する信号を伝送する配線と、上記読出し信号および上記書込み信号を各々伝送する配線との間には、上記ボイスコイルモータに電源電圧を供給する配線を配置させるようにする。これにより、モータを駆動する信号を伝送する配線から発生するノイズが読出し信号や書込み信号を伝送する配線に一層飛び込みにくくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は本発明の技術が適用された磁気ディスク記憶装置の概要を示す。
同図に示す磁気ディスク記憶装置は、磁気記憶ディスク１００、該磁気記憶ディスク１００を回転駆動させるスピンドルモータ１０２、上記磁気記憶ディスク１００上の記憶トラックに対して情報のリード／ライトを行なう磁気ヘッド１０６、この磁気ヘッド１０６を上記ディスク１００上にて径方向へ移動させるボイスコイルモータ１０８、このボイスコイルモータ１０８を駆動するモータ駆動回路１１０、上記磁気ヘッド１０６の読出信号から位置情報を読み取る信号処理回路（信号処理ＩＣ）２３０、この信号処理回路２３０が読み出した位置情報に基づいて上記モータ駆動回路１１０に駆動電流指令値を送るコントローラ２６０などを有する。
【００２４】
ここで、コントローラ２６０は、磁気ディスク記憶装置全体の動作を司るマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２６１と、このマイクロコンピュータ２６１からの位置指令(目標トラック位置情報)と上記信号処理回路２３０からのヘッド位置情報とに基づいて駆動電流指令値を生成する補償回路２６２を有する。この補償回路２６２が生成する駆動電流指令値は、上述したように、上記モータ駆動回路１１０へ送られる。
【００２５】
モータ駆動回路１１０は、図２に示されているように、コントローラ２６０との間でシリアルにデータの送受信を行なうシリアルポート１１１と、コントローラ２６０からディジタルデータとして送られてくる駆動電流指令値をアナログ形式の駆動電流指令値に変換するＤ／Ａ変換器１１２と、そのアナログ形式の駆動電流指令値に基づいてボイスコイルモータ１０８に駆動電流を通電するＶＣＭドライバ１１４と、ボイスコイルモータ１０８のコイルに誘起される逆起電圧を検出する逆起電圧検出回路１１５と、該逆起電圧検出回路１１５および上記ＶＣＭドライバ１１４が必要とする基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準電圧発生回路１１６と、上記逆起電圧検出回路１１５により検出された逆起電圧をＡＤ変換するＡＤ変換回路１１7とを内蔵する。ＡＤ変換回路１１7でディジタルデータに変換された逆起電圧は、シリアルポート１１１を介してコントローラ２６０へ送られ、コントローラ２６０は受信した逆起電圧からヘッドの移動速度を認識する。
【００２６】
また、コントローラ２６０は移動速度に応じた動作モードをモータ駆動回路１１０に指令し、上記ＶＣＭドライバ１１４は、指定された動作モードに従ってボイスコイルモータ１０８の駆動する。具体的には、上記磁気ヘッド１０６の移動量が小さいリード時またはライト時にはボイスコイルモータ１０８の駆動電流をリニア制御する「リニア駆動モード」が指定されてＶＣＭドライバ１１４により実行される。また、上記磁気ヘッド１０６の移動量が大きいシーク時には、ボイスコイルモータ１０８のコイルの端子を双方向からＰＷＭ駆動する「パルス駆動モード」またはコイルの一方の端子をＰＷＭ駆動し他方の端子をリニア駆動する「片側パルス駆動モード」が指定され、ＶＣＭドライバ１１４が指定されたモードに応じてモータの電流制御を実行するように構成されている。
【００２７】
上記各モードの内容については後に詳しく説明する。シリアルポート１１１には、上記モードを設定するためのモードレジスタ１１８が設けられており、コントローラ２６０がこのモードレジスタ１１８にモードを指定するコードを設定することにより、いずれかのモードが選択できるように構成されている。
【００２８】
さらに、コントローラ２６０は、補償回路２６２が生成する駆動電流指令値が指示する駆動電流値の大きさを所定のしきい値でレベル弁別し、このレベル弁別の結果および予めユーザにより指定されているモード情報に基づいて、モード指定コードＭＯＤＥを上記モータ駆動回路１１０へ送ってシリアルポート１１１内のモードレジスタ１１８に設定する。このモード指定コードＭＯＤＥは、補償回路２６２が生成する駆動電流指令値が所定のしきい値未満の場合は「リニア駆動モード」を指示し、その駆動電流指令値がしきい値以上の場合は、ユーザの選択により「パルス駆動モード」または「片側パルス駆動モード」を指示する。上記ＶＣＭドライバ１１４は、上記モード指定コードＭＯＤＥに応じて「リニア駆動モード」と「パルス駆動モード」または「片側パルス駆動モード」のいずれかに切り替えて実行するように構成されている。
【００２９】
上述のような磁気ヘッド駆動システムを備えたことにより、磁気ヘッド１０６の移動量が小さいトラッキング時には、ボイスコイルモータ駆動電流がリニア制御されることにより高い位置決め精度を得ることができる。一方、磁気ヘッド１０６の移動量が大きいシーク時には、「パルス駆動モード」が選択されていると、ボイスコイルモータの駆動電流がコイルの両端子からＰＷＭ制御されることにより、大きな電力損失を伴うことなく磁気ヘッド１０６を高速で移動させることができる。また、「片側パルス駆動モード」が選択されていると、ボイスコイルモータの駆動電流がコイルの一方の端子からはＰＷＭ制御されるとともに他方の端子からはリニア制御されることにより、「リニア駆動モード」と「パルス駆動モード」の中間の速度でヘッドが移動されるとともに、電力損失も２つのモードの中間の値となり電力損失を抑えつつある程度高速で磁気ヘッド１０６を移動させることができる。
【００３０】
これにより、リード／ライトエラーを誘発する発熱やＥＭＩを効果的に低減させながら、トラッキング時における磁気ヘッド位置決め制御の高精度化とシーク時間の短縮によるアクセスの高速化を共に達成することが可能となる。すなわち、上記磁気ヘッド駆動システムにおいては、磁気ヘッド１０６が所定の記憶トラックをリード／ライト状態でトレースするトラッキング時に「リニア駆動モード」が実行され、上記磁気ヘッド１０６が記憶トラックを跨いで移動するシーク時に「パルス駆動モード」または「片側パルス駆動モード」が実行されることにより、トラッキング時における磁気ヘッドの位置決め精度の向上を図りつつ、シーク時におけるアクセスの高速化とＥＭＩノイズの抑制をシステムに応じて最適化させることができる。
【００３１】
図３は、図２に示したモータ駆動回路１１０のシーク時の電流指令値とトラッキング時の電流指令値の関係をタイミングチャートで示す。
図３に示されているように、シーク時（図３のＴ１の期間）には磁気ヘッド１０６の必要移動量が大きいため、これに応じて、コントローラ２６０からはフルレンジすなわち最大スケール（Ｖｍａｘ＋／Ｖｍａｘ−）の駆動電流指令値が発せられる。この指令値（Ｖｍａｘ＋／Ｖｍａｘ−）はＤ／Ａ変換器１１２でアナログ値に変換されてＶＣＭドライバ１１４に与えられる。そして、ＶＣＭドライバ１１４は、ボイスコイルモータ１０８の平均駆動電流がその指令値と一致するように、ボイスコイルモータ１０８への駆動電流をＰＷＭ制御するパルス駆動モードを実行する。駆動電流指令値がＶｍａｘ＋とされることにより磁気ヘッド１０６が高速でシーク駆動され、その後駆動電流指令値がＶｍａｘ-とされることによりヘッドの移動にブレーキがかけられる。
【００３２】
そして、磁気ヘッド１０６がシーク駆動されて目標の記憶トラックに近づくと、磁気ヘッド１０６の必要移動量が小さくなるため、これに応じて、コントローラ２６０から発せられる駆動電流指令値が小さくされ、ＤＡ変換器１１２から出力されるアナログ駆動電流指令値もＶｍａｘ＋より小さくされる。この駆動電流指令値の大きさ（絶対値）が所定のしきい値（Ｖｔｈ）未満になると、駆動モードがパルス駆動モード（または片側パルス駆動モード）からリニア駆動モードに変化される。これにより、ＶＣＭドライバ１１４は、ボイスコイルモータ１０８の駆動電流がリニア制御によって上記指令値となるようなリニア駆動モードを実行して、磁気ヘッド１０６を高精度に位置決め制御するいわゆるトラッキング動作を行なう（図３のＴ２の期間）。
【００３３】
図４は、上記ＶＣＭドライバ１１４の実施例を示す。また、図５および図６は、図４のＶＣＭドライバにおける要部の動作タイミングチャートを示す。
図４に示されているように、ＶＣＭドライバ１１４は、制御アンプ１、ＰＷＭコンパレータ２，１２、出力アンプ３，４、電流センスアンプ５、サンプル・ホールド回路６、タイミング制御回路７、ラッチ回路８、振幅制御回路９、三角波発生回路１０、モード切替スイッチ１３，１４、反転アンプ１５などによって構成される。各アンプ１，３〜５はそれぞれ差動入力を有する演算増幅回路によって構成され、アンプ内の抵抗Ｒ1〜Ｒ14やトランジスタなどの素子の定数を最適に決定することによって、利得などの回路動作特性がそれぞれ所望の特性となるように設定されている。
【００３４】
また、図４において、ＤＡoutはコントローラ２６０から与えられＤ／Ａ変換器１１２においてアナログ値に変換された駆動電流指令値であり、Ｖpsは電源電圧、ＶrefおよびＶcmrefはそれぞれ回路の動作基準電圧である。制御アンプ１に接続されている抵抗Ｒxと容量Ｃxは位相補償用の素子、Ｒｓはコイルに流れる電流を電圧Ｖｓに変換する電流検出用の抵抗である。ボイスコイルモータ１０８は、コイルのインダクタンスＬｍと、内部抵抗Ｒｍと、逆起電圧源Ｖｂｆとにより等価回路として表わされている。
【００３５】
制御アンプ１は、Ｄ／Ａ変換器１１２にてアナログ信号に変換されて抵抗Ｒ１を介して入力される駆動電流指令値ＤＡoutと、サンプル・ホールド回路６でサンプリングされて抵抗Ｒ２を介して入力される出力電流Ｓｏｕｔとの差分を増幅して、制御電圧（制御目標電圧）Ｖctl+として出力する。そして、この制御電圧Ｖctl+が反転アンプ１５により反転されて基準電圧Ｖrefを中心として逆極性の制御電圧Ｖctl-が生成される。
【００３６】
ＰＷＭコンパレータ２は、三角波発生回路１０から出力される三角波信号Ｖoscと上記制御電圧Ｖctl+とをレベル比較することにより、その制御電圧Ｖctl+に応じてパルス幅が変化する信号Ｐcmpを生成する。つまり、制御電圧Ｖctl+によってＰＷＭ変調されたパルス信号Ｐcmpを生成する。
【００３７】
また、ＰＷＭコンパレータ１２は、三角波発生回路１０から出力される三角波信号Ｖoscと上記制御電圧Ｖctl-とをレベル比較することにより、その制御電圧Ｖctl-に応じてパルス幅が変化する信号Ｐcmnを生成する。つまり、制御電圧Ｖctl-によってＰＷＭ変調されたパルス信号Ｐcmnを生成する。このようにＰＷＭコンパレータ１２と反転アンプ１５を設けることにより、一方の出力アンプ３の出力Ｖcmpと他方の出力アンプ４の出力Ｖcmnの位相を１８０度ずらして、ボイスコイルモータのコイルを両方の端子から駆動できるようにしている。
【００３８】
スイッチ１３は、モードレジスタに設定されたモードに応じて生成されるＰＷＭ／リニア切替信号ＰＷＭ／ＬＩＮによって、アンプ１から出力される制御電圧Ｖctl+またはＰＷＭコンパレータ２から出力されるパルス信号Ｐcmpのいずれかを選択して、出力アンプ３に供給する。一方、スイッチ１４は、モードレジスタに設定されたモードに応じて生成されるＰＷＭ／リニア切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENとに従って、制御電圧Ｖctl+またはＰＷＭコンパレータ１２から出力されるパルス信号Ｐcmnのいずれかを選択して、出力アンプ４に供給する。特に制限されるものでないが、この実施例では、ＰＷＭ／リニア切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENをＯＲゲート１６に入力して、論理和をとった信号をスイッチ１４の制御信号としている。
【００３９】
出力アンプ３，４は抵抗Ｒ7〜Ｒ14によって所定の電圧利得が設定された電圧ドライバであり、出力アンプ３は上記スイッチ１３により選択された制御電圧Ｖctl+またはパルス信号Ｐcmpによって駆動され、出力アンプ４は上記スイッチ１４により選択された制御電圧Ｖctl+またはパルス信号Ｐcmnによって駆動される。そして、出力アンプ３，４の出力端子間にボイスコイルモータ１０８のコイルＬｍとセンス用の抵抗Ｒｓとが直列に接続されており、出力アンプ３，４によりモータのコイルに駆動電流Ｉvcmを流す。このようにモータコイルの駆動は一対の出力アンプ３，４により双方向から行われるようになっている。図５および図６において、Ｖcmpは一方の出力アンプ３の出力電圧、Ｖcmnは他方の出力アンプ４の出力電圧をそれぞれ示す。
【００４０】
また、この実施例では、上記ボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmは電流検出用抵抗Ｒsにより電圧に変換されてセンスアンプ５により検出される。この変換電圧Ｖs（＝Ｒs×Ｉvcm）は、電流センスアンプ５にて抵抗Ｒ3〜Ｒ6で設定される電圧利得で増幅されて、サンプル・ホールド回路６に入力される。サンプル・ホールド回路６は、タイミング制御回路７が生成するサンンプリングパルスＰsに同期して上記電流検出電圧Ｖsをサンプリングする。タイミング制御回路７は、上記三角波信号Ｖoscのピーク（上側ピークと下側ピーク）を検出し、このピーク検出点ごとに上記サンプリングパルス信号Ｐsを生成する。
【００４１】
ラッチ回路８は、シリアルポート内のモードレジスタ１１８から与えられるモード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENを上記サンプリングパルスＰsに同期してラッチし、出力する。モード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENにより動作モードとして「リニア駆動モード」が指定されている状態になると、その後の最初のサンプリングパルスＰsに同期してタイミング制御回路７の出力がハイレベルに固定される。これにより、上記サンプル・ホールド回路６は入力信号（電流検出電圧Ｖs）をそのまま通過させる常時サンプリング状態に設定され、サンプリングされた出力電流値が制御アンプ１に供給される。
【００４２】
また、モード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENにより動作モードとして「ＰＷＭ駆動モード」または「片側パルス駆動モード」が指定されている状態になると、電流センスアンプ５により増幅されたコイルに流れる駆動電流の検出電圧Ｖsは、サンプリングパルスＰsにより、ボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmのオンとオフの中間タイミングでサンプリングされる。この中間タイミングではボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmの瞬時値が平均値となるので、この平均出力電流値がサンプリングされて制御アンプ１に供給される。
【００４３】
モード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENにより「パルス駆動モード」が指定されている場合、モード切替スイッチ１３および１４はその選択端子（ａ／ｂ）がパルス駆動モード側端子（ｂ）にそれぞれ切り替えられ、スイッチ１３および１４は各々対応するコンパレータ２または１２から出力されるパルス信号ＰcmpとＰcmnをそれぞれ選択して出力アンプ３と４に供給し、モータコイルのＰＷＭパルス駆動が行なわれる。
【００４４】
また、モード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENにより「リニア駆動モード」が指定されている場合、モード切替スイッチ１３および１４はその選択端子（ａ／ｂ）がパルス駆動モード側端子（ｂ）からリニア駆動モード側端子（ａ）にそれぞれ切り替えられ、スイッチ１３および１４は共にアンプ１から出力される制御電圧Ｖctl+を選択して出力アンプ３と４にそれぞれ供給し、モータコイルのリニア駆動が行なわれる。
【００４５】
一方、モード切替信号PWM/LINとＰＷＭイネーブル信号PWM ENにより「片側パルス駆動モード」が指定されている場合、モード切替スイッチ１３はその選択端子（ａ／ｂ）がパルス駆動モード側端子（ｂ）に切り替えられ、コンパレータ２から出力されるパルス信号Ｐcmpを選択して出力アンプ３に供給し、モード切替スイッチ１４は、アンプ１から出力される制御電圧Ｖctl+を選択して出力アンプ４に供給し、片側パルス駆動が行なわれる。つまり、PWM/LINとPWM ENがともにロウレベルならば出力アンプ３と４をともにＰＷＭ駆動させ、PWM/LINがロウレベルでPWM ENがハイレベルならば出力アンプ３をＰＷＭ駆動させ出力アンプ４をリニア駆動させる。
【００４６】
図５は「パルス駆動モード」によるシーク動作から「リニア駆動モード」によるトラッキング動作に切り替えられた場合のタイミングを示す。また、図６は「片側パルス駆動モード」によるシーク動作から「リニア駆動モード」によるトラッキング動作に切り替えられた場合のタイミングを示す。図５と図６を比較すると、「片側パルス駆動モード」の方が「パルス駆動モード」よりもコイル駆動電流Ｉvcmの変化が少なく、発生するノイズが小さくなることが分かる。
【００４７】
なお、振幅制御回路９は、上記三角波信号Ｖoscの振幅Ａoscが電源電圧Ｖpsに比例するように振幅制御を行なう。出力アンプ３，４からボイスコイルモータ１０８に供給される駆動電流Ｉvcmは電源電圧Ｖpsによって変化する。このため、出力ンプ３，４をパルスで駆動する場合、電源電圧Ｖps変化すると、そのパルス幅に対する電流駆動利得が変化する。この変化を補償するために、振幅制御回路９は三角波信号Ｖoscの振幅Ａoscを次式のように制御する。
Ｖps／Ａosc＝Ｒ8／Ｒ7＝Ｒ11／Ｒ12＝一定
【００４８】
前述したように、コイルをＰＷＭ制御する場合、電流センスアンプ５により増幅されたコイルに流れる駆動電流の検出電圧Ｖsは、上記三角波信号Ｖoscのピークで生成されるサンプリングパルスＰsにより、ボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmのオンとオフの中間タイミングでサンプリングされる。この中間タイミングではボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmの瞬時値が平均値となる。また、その中間タイミングでは、駆動電流Ｉvcmのオン／オフによるキックバックノイズの発生もない。これにより、ＰＷＭ制御を上記ボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmの平均値に基づいて正確かつ安定に行なうことができる。
【００４９】
コイルをリニア駆動する場合、サンプル・ホールド回路６を介してボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmがアンプ１の入力側に連続的にフィードバックされることにより制御が実行される。
【００５０】
また、「パルス駆動モード」から「リニア駆動モード」もしくは「片側パルス駆動モード」から「リニア駆動モード」への切替えは、上記サンプリングパルスＰsに同期して行われる。これにより、その切替えは、ボイスコイルモータ駆動電流Ｉvcmの瞬時値がＰＷＭ１周期の平均値となるタイミングで円滑に行われる。
【００５１】
パルス駆動モードは、駆動電流の平均値サンプリングパルスＰsから次の平均値サンプリングパルスＰsまでを１周期としてＰＷＭ駆動されるサンプリングシステムであるので、制御アンプ１の出力からボイスコイルモータの駆動端までの電圧利得が、両駆動モード間で一致するように設計されている場合、即ち系のループ利得が一致する場合、サンプリングパルス発生点において、制御アンプ１の出力電圧及び駆動電流Ｉｖｃｍは両駆動モード間で完全に一致する。従って、電流サンプリングパルスＰｓに同期して駆動モードの切り替えを行なうことによってモード切替え時の出力変動を原理的にはゼロにできる。
【００５２】
ところで、磁気ディスク記憶装置ではシークエラーにより磁気ヘッドが暴走状態になることがある。この暴走状態は、ボイスコイルモータ１０８の駆動端子に現れる逆起電圧Ｖbfを監視することによって検出することができる。通常のリニア駆動では、ボイスコイルモータ１０８の駆動電圧とボイスコイルモータ１０８に流れる駆動電流から上記逆起電圧Ｖbfを監視することが可能であるが、ＰＷＭ駆動の場合は、ボイスコイルモータの駆動端子に、そのボイスコイルモータ１０８のコイルインダクタンスＬmによるキックバックノイズ（Ｌｄｉ／ｄｔによるＥＭＩノイズ）が出るため、そのボイスコイルモータ１０８の駆動端子から上記逆起電圧Ｖbfだけを直接検出することができない。
【００５３】
かかる問題については、前述したように、そのキックバックノイズが生じない中間タイミングにてサンプリングパルスＰsを生成し、このサンプリングパルスＰsに同期して、平均駆動電流を検出すること、およびボイスコイルモータの駆動電圧のＰＷＭ１周期における平均値出力の指示値である制御アンプ１の出力電圧Ｖｃｔｌでモータの駆動電流を代表させることにより解決することができる。図４に示されている実施例の回路の場合、上記逆起電圧Ｖbfが反映される電圧（Ｖsout）がサンプル・ホールド回路６の出力Ｓｏｕｔから、またモータの駆動電圧に相当する電圧が制御アンプ１の出力Ｖｃｔｌから取り出され、逆起電圧検出回路１１５に供給されて監視が行なわれる。
【００５４】
図８は、本発明を適用したモータ駆動制御回路を用いたスピンドルモータ制御系および磁気ヘッド駆動制御系を含む磁気ディスク記憶装置の一例としてのハードディスク装置全体の一構成例をブロック図で示したものである。
【００５５】
図８において、３２０は先端に磁気ヘッド（書込み磁気ヘッドおよび読出し磁気ヘッドを含む）１０６を有するアーム、３３０はこのアーム３２０を回動可能に保持するキャリッジで、前記ボイスコイルモータ１０８はキャリッジ３３０を移動させることで磁気ヘッドを移動させるとともに、磁気ヘッドの中心をトラックの中心に一致させるように上記ボイスコイルモータ駆動回路１１０がコントローラ２６０と共同でボイスコイルモータ１０８のサーボ制御を行なう。
【００５６】
また、２１０はスピンドルモータ３１０の駆動制御を行なうスピンドルモータ駆動制御回路であり、磁気ディスクを所定の速度で回転駆動させる。このスピンドルモータ駆動制御回路２１０は、マイクロコンピュータからなるコントローラ２６０から供給される電流指令値SPNCRNTなどの制御信号に従って動作し、磁気ヘッドの相対速度を一定にするようにスピンドルモータ３１０をサーボ制御する。
【００５７】
２２０は上記磁気ヘッド１０６によって検出された磁気の変化に応じた電流を増幅して読出し信号を信号処理回路（データチャネルプロセッサ）２３０へ送信したり信号処理回路２３０からの書込みパルス信号を増幅して磁気ヘッド１０６の駆動電流を出力するリード・ライトＩＣである。このリード・ライトＩＣは、例えば図１のシステムでは磁気ヘッド１０６を保持するアームに設けられる。
【００５８】
２４０は信号処理回路２３０から送信されてくる読出しデータを取り込んで誤り訂正処理を行なったりホストからの書込みデータに対して誤り訂正符号化処理を行なって信号処理回路２３０へ出力したりするハードディスク・コントローラである。上記信号処理回路２３０は、ディジタル磁気記録に適した変調／復調処理や磁気記録特性を考慮した波形整形等の信号処理を行なうとともに、上記磁気ヘッドＨＤの読出信号から位置情報を読み取る。
【００５９】
２５０は本システムと外部装置との間のデータの受渡しおよび制御等を行なうインタフェース・コントローラで、上記ハードディスク・コントローラ２４０はインタフェース・コントローラ２５０を介してパソコン本体のマイクロコンピュータなどのホストコンピュータに接続される。２７０は磁気ディスクから高速で読み出されたリードデータを一時的に記憶するバッファ用のキャッシュメモリである。マイクロコンピュータからなるシステムコントローラ２６０は、ハードディスク・コントローラ２４０からの信号に基づいて、いずれの動作モードか判定し、動作モードに対応してシステム各部の制御を行なうとともに、ハードディスク・コントローラ２４０から供給されるアドレス情報に基づいてセクタ位置などを算出する。
【００６０】
以上、説明したように、本実施例のモータ駆動回路は、コイルの両端子をＰＷＭ駆動するモードと、コイルの両端子をリニア駆動するモードと、コイルの一方の端子をＰＷＭ駆動し他方の両端子をリニア駆動するモードとを備えているため、システム応じてそれらのモードを使い分けることにより、電力損失を抑えつつシーク時におけるアクセスの高速化およびＥＭＩノイズの抑制の最適化を図ることができる。しかも、以下に述べるように、ヘッド側に設けられているボイスコイルモータ１０８やリード・ライト用ＩＣ（２２０）とモータ駆動用ＩＣ（１１０）および信号処理用ＩＣ（２３０）とを接続するケーブルを工夫することにより、さらにノイズの影響を少なくすることができる。
【００６１】
すなわち、ボイスコイルモータ１０８とモータ駆動用ＩＣ（１１０）との間およびリード・ライト用ＩＣ（２２０）と信号処理用ＩＣ（２３０）との間は、一般にＦＰＣと呼ばれるフレキシブルなプリント配線ケーブルで接続されており、途中で分岐されることでそれぞれの部品に結合される。そのため、このケーブルには、ボイスコイルモータ１０８とモータ駆動用ＩＣ（１１０）とを接続する配線と、リード・ライト用ＩＣ（２２０）と信号処理用ＩＣ（２３０）とを接続する配線とが互いに隣接して設けられることとなる。
【００６２】
上記のような場合に、モータ駆動用ＩＣ（１１０）が前記実施例のように、コイルの一方の端子をリニア駆動し、コイルの他方の端子をＰＷＭ駆動する片側パルス駆動モードを備えていれば、例えば図７に示すように、ケーブル４００上において、リード・ライト用ＩＣ（２２０）と信号処理用ＩＣ（２３０）とを接続する配線４１１，４１２と、ボイスコイルモータ１０８とモータ駆動用ＩＣ（１１０）を接続する配線４３１，４３２とを離して配置し、それらの間に電源配線（ＶｃｃラインとＧＮＤライン）４２１，４２２を配置するとともに、ボイスコイルモータ１０８とモータ駆動用ＩＣ（１１０）とを接続する配線４３１，４３２のうち内側の配線４３１を、片側パルス駆動モードでリニア駆動する側の出力アンプ４の出力Ｖcmnの伝達用に使用する。
【００６３】
このようにすれば、配線４３１は駆動モードが切り替わってもＰＷＭ駆動されることはないので電圧が大きく変化することはなく、この配線から発生するノイズは外側の配線４３２で発生するノイズよりも小さいので、発生したノイズがリード・ライト用ＩＣ（２２０）と信号処理用ＩＣ（２３０）とを接続する配線４１１，４１２に飛び込む量は少なくなる。
【００６４】
なお、モータ駆動回路が片側パルス駆動モードで動作されるシーク時には、ヘッドの位置制御のためにトラック情報が読み出されて信号処理用ＩＣ（２３０）に送信されるが、このシーク動作では一般に書込み信号は送信されないので、図７の例では、読出し信号は出力アンプ４の出力Ｖcmnの伝達用に使用される配線４３２から最も離れた配線４１１を使用して送信するように構成するのが望ましい。また、電源電圧に関しても一般にはＶｃｃラインよりもＧＮＤラインの方が安定しているので、図７の例では、書込み信号や読出し信号に使用される配線４１１，４１２に近い配線４２１をＧＮＤラインとして使用するのが望ましい。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施例においては、「リニア駆動モード」と「パルス駆動モード」または「片側パルス駆動モード」の３つの駆動モードを有するモータ駆動回路について説明したが、モータ駆動回路には「リニア駆動モード」と「片側パルス駆動モード」の２つの駆動モードのみを設け、シーク時は「片側パルス駆動モード」で、またトラッキング時は「リニア駆動モード」でモータを駆動するように構成することも可能である。その場合、図４の実施例におけるＰＷＭコンパレータ１２とスイッチ１４は省略し、制御アンプ１の出力を直接出力アンプ４に入力させるように構成することができる。Ｖｃｍｎ側はいずれのモードでもリニア制御されるためである。
【００６６】
また、シーク時に「パルス駆動モード」または「片側パルス駆動モード」のいずれで行なうかはユーザが選択するとしたが、その選択はシステムの制御プログラムにモード情報として組み込んでおくことで実効性を持たせるようにしても良いし、ヒューズのようなプログラム可能な素子を設けておいて、製造段階で設定したいモードに応じてヒューズを切断しておくような構成とすることも可能である。
【００６７】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるハードディスクを記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置に適用した場合について説明したが、本発明にそれに限定されるものでなく、フロッピーディスクを記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置にも利用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００６９】
すなわち、磁気ヘッドの移動量が小さいトラッキング時には、ボイスコイルモータ駆動電流がリニア制御されることにより高い位置決め精度を得ることができる一方、磁気ヘッドの移動量が大きいシーク時には、ボイスコイルモータ駆動電流がＰＷＭ制御されることにより、大きな電力損失を伴うことなく磁気ヘッドを高速で移動させることができる。さらに、リード／ライトエラーを誘発するおそれがある発熱またはＥＭＩノイズのいずれを優先して効果的に低減させるか、適用するシステムに応じて選択できるとともに、トラッキング時における磁気ヘッド位置決め制御の高精度化とシーク時間の短縮によるアクセスの高速化を同時に達成することが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される磁気ディスク記憶装置の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明が適用される磁気ディスク記憶装置を構成するボイスモータ駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したボイスモータ駆動回路のシーク時の電流指令値とトラッキング時の電流指令値の関係を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明で使用するＶＣＭドライバの一実施例を示す回路構成図である。
【図５】図４に示したＶＣＭドライバの「パルス駆動モード」から「リニア駆動モード」に切り替わる際の要部における動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】図４に示したＶＣＭドライバの「片側パルス駆動モード」から「リニア駆動モード」に切り替わる際の要部における動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明が適用される磁気ディスク記憶装置におけるヘッド側と制御装置側とを接続するケーブルの構成例を示す拡大説明図である。
【図８】本発明を適用したモータ駆動制御回路を用いたシステムの一例としてのハードディスク装置全体の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１制御アンプ
２，１２ＰＷＭコンパレータ
３，４出力アンプ
５電流センスアンプ
６サンプル・ホールド（サンプル・ホールド）回路
７タイミング制御回路
８ラッチ回路
９振幅制御回路
１０三角波発生回路
１１ボイスコイルモータ
１３，１４モード切替スイッチ
１５反転アンプ
２１〜２３演算アンプ
３０Ａ／Ｄ変換器
１００磁気記憶ディスク
１０２スピンドルモータ
１０６磁気ヘッド
１０８ボイスコイルモータ
１１０モータ駆動回路
１１２Ｄ／Ａ変換器
１１４ＶＣＭドライバ
２３０信号処理回路（信号処理ＩＣ）
２６０コントローラ
２６１マイクロコンピュータ
２６２補償回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control technique for a magnetic disk storage device, and more particularly to a control technique for a voice coil motor that moves a magnetic head for reading / writing information with respect to a storage track on a magnetic storage disk that is rotationally driven.
[0002]
[Prior art]
A magnetic disk storage device includes a magnetic head for reading / writing information on a storage track on a rotationally driven magnetic storage disk, a voice coil motor for moving the magnetic head on the disk, and the magnetic head And a voice coil motor drive control device for positioning the magnetic head by controlling the drive current of the voice coil motor while monitoring the lead state.
[0003]
The information storage density of magnetic disk storage devices has been increasing year by year. Accordingly, the magnetic head positioning control has been required to have very high accuracy. Therefore, the magnetic head is positioned by feedback control of the drive current of the voice coil motor based on the detected value of the drive current. For driving the voice coil motor that moves the magnetic head, generally, a linear drive system in which the drive current amount of the voice coil motor is continuously changed has been adopted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the present inventors have revealed that the above-described technique has the following problems.
[0005]
That is, the magnetic disk storage device is required to increase the storage density and the access speed. In order to realize high-speed access, it is necessary to shorten a time required to move the magnetic head to a predetermined storage track, that is, a seek time. To this end, it is necessary to increase the drive current of the voice coil motor. However, when the voice coil motor drive current is increased, power loss for linearly controlling the drive current increases, and accordingly, the amount of heat generation increases. The heat generated during the seek has an adverse effect on the operation and characteristics of the magnetic head and the magnetic storage disk, thereby causing adverse effects such as read / write errors.
[0006]
In view of this, the present inventor studied to perform pulse width modulation control (hereinafter referred to as PWM control) on the voice coil motor drive current in order to reduce the heat generation. That is, a pulse drive system was examined in which the drive control of the voice coil motor is controlled by changing the energization / non-energization time ratio of the drive current instead of continuously changing the amount of the voice coil motor drive current. In this case, the voice coil motor drive control is performed by fixing the amount of the voice coil motor drive current near the maximum value and changing the energization / non-energization time ratio.
[0007]
However, this pulse drive method is effective in suppressing the amount of heat generated by reducing power loss. However, compared with the linear drive method described above, the control accuracy, particularly the magnetic head positioning accuracy during tracking when the magnetic head movement is small, is sufficient. In addition, it is difficult to ensure the current, and the EMI (electromagnetic interference) noise generated by controlling the drive current may jump into the magnetic head or wiring, leading to a position information read error and a tracking error. It turns out that there is a problem of becoming higher.
[0008]
However, some systems that use voice coil motors are more susceptible to heat generation than noise, so they want to suppress heat generation in particular, and others that are more susceptible to EMI noise than heat generation, especially to suppress noise. Therefore, it has become necessary to develop a motor control technology that can meet any of the demands.
[0009]
An object of the present invention is to select whether to effectively reduce heat generation or EMI noise that may cause a read / write error, and to improve the accuracy and seek of magnetic head positioning control during tracking. An object of the present invention is to provide a voice coil motor drive control technology that enables both high speed access by shortening the time.
[0010]
The above and other objects and features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0012]
That is, a magnetic head for reading information from a storage track on a rotationally driven magnetic storage disk, a voice coil motor for moving the magnetic head on the disk, and a read state of the magnetic head are monitored. However, in the magnetic disk storage device having the magnetic head driving means for performing the positioning control of the magnetic head by feedback controlling the driving current of the voice coil motor, the magnetic head driving means is configured to connect both ends of the coil of the voice coil motor. A first drive mode for driving by linear control and a second drive mode for linearly controlling one terminal of the coil and driving the other terminal by pulse width control are provided.
[0013]
According to the above-described means, since the second drive mode is provided in which one terminal of the coil of the voice coil motor is linearly controlled and the other terminal is driven by pulse width control, the coil is connected from both of the two terminals. The head can be moved at high speed with less power loss than when driven by linear control, and the head can be moved while suppressing the generation of noise more than when the coil is driven from both terminals by pulse width control. Can be made.
[0014]
Preferably, the magnetic head drive means executes the first drive mode during tracking when the magnetic head sequentially scans adjacent storage tracks, and the magnetic head drive means performs the first drive when seeking when the magnetic head moves across the storage tracks. The second drive mode is configured to be executed. Thereby, it is possible to improve the positioning accuracy of the magnetic head during tracking and to increase the access speed while suppressing the occurrence of noise during seeking.
[0015]
Further preferably, the magnetic head drive means executes the first drive mode when the control command value of the voice coil motor drive current is less than a predetermined threshold value, and controls the control command value of the voice coil motor drive current. The second drive mode is configured to be executed when is equal to or greater than a predetermined threshold value. Thereby, switching determination between the first drive mode and the second drive mode can be easily performed based on the control command value.
[0016]
Another invention of the present application includes a magnetic head for reading information from a storage track on a magnetic storage disk that is rotationally driven, a voice coil motor that moves the magnetic head on the disk, and a magnetic head for the magnetic head. In the magnetic disk storage device having magnetic head driving means for performing positioning control of the magnetic head by feedback controlling the driving current of the voice coil motor while monitoring the read state, the magnetic head driving means includes the voice coil motor. A first drive mode in which both terminals of the coil are driven by linear control, a second drive mode in which one terminal of the coil is linearly controlled and the other terminal is driven by pulse width control, and both terminals of the coil And a third drive mode for driving with pulse width control. And to execute to perform the drive control of the scan coil motor.
[0017]
According to the above-described means, since the second drive mode is provided in which one terminal of the coil of the voice coil motor is linearly controlled and the other terminal is driven by pulse width control, the coil is connected from both of the two terminals. The head can be moved with less power loss than when driven by linear control, and the head can be moved with less noise than when the coil is driven by pulse width control from both two terminals. it can. In addition to this, since the third drive mode for driving the two terminals of the coil of the voice coil motor from both directions by pulse width control is provided, the head can be operated with less power loss than the second drive mode. It can be moved at high speed, and the user can select either the second drive mode with less noise or the third drive mode with less power loss according to the characteristics of the system. Operation optimization is facilitated.
[0018]
Desirably, there is provided timing control means for determining a timing at which the instantaneous value of the voice coil motor drive current becomes the average value, and the drive mode is switched in synchronization with the timing determined by the timing control means. To do. Thereby, the transition between the first drive mode and the second drive mode can be performed smoothly.
[0019]
More preferably, the current detection means for detecting the average value of the voice coil motor drive current by converting the voltage, an error detection circuit for detecting a difference between the detection voltage of the current detection means and the control command value, and the error detection described above. A first pulse generation circuit that generates a first pulse whose width changes according to the detection output of the circuit, and a second pulse that is different in phase from the first pulse based on the detection output of the error detection circuit A first pulse generator circuit that controls the voice coil motor drive current from the first terminal side of the coil based on the detection pulse output of the error detection circuit or the first pulse generated by the first pulse generation circuit. A voice coil motor driving current on the side of the second terminal of the coil based on the driving means and the detection output of the error detection circuit or the second pulse generated by the second pulse generation circuit; A second driving means for controlling the first driving circuit, a first switch circuit capable of switching the detection output of the error detection circuit and the first pulse in accordance with the operation mode and supplying the first driving means to the first driving means, and a function in accordance with the operation mode. There is provided a second switch circuit capable of switching the detection output of the error detection circuit and the second pulse and supplying the second drive means, and the first switch circuit and the second switch circuit can be controlled independently of each other. Configure. As a result, the coil of the motor can be driven in a desired operation mode using a common circuit by simply switching the first switch circuit and the second switch circuit according to the designated mode. Since the switch circuit and the second switch circuit can be controlled independently of each other, three or more operation modes can be switched according to the state of the switch.
[0020]
In addition, a signal read by the magnetic head, a write signal supplied to the magnetic head, a signal for driving one terminal of the coil, and a signal for driving the other terminal are transmitted by one transmission medium. In the magnetic disk storage device configured as described above, a wiring for transmitting a signal for driving the other terminal of the coil whose pulse width is controlled in the second drive mode is connected to the second drive mode on the transmission medium. In this case, the read signal and the write signal are arranged at positions farther away from the wiring for transmitting the signal for driving one terminal of the coil that is linearly controlled. As a result, it is possible to make it difficult for noise generated from the wiring for transmitting the signal for driving the motor to jump into the wiring for transmitting the read signal and the write signal.
[0021]
Further, desirably, a wiring for transmitting a signal for driving the other terminal of the coil whose pulse width is controlled in the second driving mode and one terminal of the coil which is linearly controlled in the second driving mode are driven. Between the wiring for transmitting the signal and the wiring for transmitting the read signal and the write signal, wiring for supplying a power supply voltage to the voice coil motor is arranged. As a result, noise generated from the wiring that transmits the signal for driving the motor can be further prevented from entering the wiring that transmits the read signal and the write signal.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows an outline of a magnetic disk storage device to which the technique of the present invention is applied.
The magnetic disk storage device shown in FIG. 1 includes a magnetic storage disk 100, a spindle motor 102 that rotationally drives the magnetic storage disk 100, and a magnetic head 106 that reads / writes information from / to storage tracks on the magnetic storage disk 100. A voice coil motor 108 that moves the magnetic head 106 in the radial direction on the disk 100, a motor drive circuit 110 that drives the voice coil motor 108, and a signal processing circuit that reads position information from a read signal of the magnetic head 106 (Signal processing IC) 230, and a controller 260 that sends a drive current command value to the motor drive circuit 110 based on position information read by the signal processing circuit 230.
[0024]
Here, the controller 260 includes a microcomputer (CPU) 261 that controls the operation of the entire magnetic disk storage device, a position command (target track position information) from the microcomputer 261, and head position information from the signal processing circuit 230. The compensation circuit 262 generates a drive current command value based on the above. The drive current command value generated by the compensation circuit 262 is sent to the motor drive circuit 110 as described above.
[0025]
As shown in FIG. 2, the motor drive circuit 110 analogizes the serial port 111 that serially transmits and receives data to and from the controller 260 and the drive current command value sent as digital data from the controller 260. A D / A converter 112 for converting to a drive current command value in a format; a VCM driver 114 for energizing the voice coil motor 108 based on the analog drive current command value; and a coil of the voice coil motor 108 A counter electromotive voltage detection circuit 115 that detects an induced counter electromotive voltage, a reference voltage generation circuit 116 that generates a reference voltage Vref required by the counter electromotive voltage detection circuit 115 and the VCM driver 114, and the counter electromotive voltage. An AD conversion circuit 117 for AD converting the back electromotive voltage detected by the detection circuit 115; Store. The back electromotive voltage converted into digital data by the AD conversion circuit 117 is sent to the controller 260 via the serial port 111, and the controller 260 recognizes the moving speed of the head from the received back electromotive voltage.
[0026]
The controller 260 commands the motor drive circuit 110 in an operation mode corresponding to the moving speed, and the VCM driver 114 drives the voice coil motor 108 in accordance with the designated operation mode. Specifically, a “linear drive mode” in which the drive current of the voice coil motor 108 is linearly controlled is designated and executed by the VCM driver 114 at the time of reading or writing when the amount of movement of the magnetic head 106 is small. When seeking the magnetic head 106 with a large amount of movement, a “pulse drive mode” in which the coil terminal of the voice coil motor 108 is PWM driven from both directions, or one terminal of the coil is PWM driven and the other terminal is linearly driven. The “one-side pulse drive mode” is designated, and the VCM driver 114 is configured to execute motor current control in accordance with the designated mode.
[0027]
The contents of each mode will be described in detail later. The serial port 111 is provided with a mode register 118 for setting the mode, and the controller 260 sets a code for specifying the mode in the mode register 118 so that one of the modes can be selected. It is configured.
[0028]
Further, the controller 260 discriminates the level of the drive current value indicated by the drive current command value generated by the compensation circuit 262 with a predetermined threshold, and the result of the level discrimination and the mode designated by the user in advance. Based on the information, the mode designation code MODE is sent to the motor drive circuit 110 and set in the mode register 118 in the serial port 111. This mode designation code MODE indicates “linear drive mode” when the drive current command value generated by the compensation circuit 262 is less than a predetermined threshold value, and when the drive current command value is equal to or greater than the threshold value, A “pulse drive mode” or “one-side pulse drive mode” is instructed by the user's selection. The VCM driver 114 is configured to switch between “linear drive mode” and “pulse drive mode” or “one-side pulse drive mode” according to the mode designation code MODE.
[0029]
By providing the magnetic head drive system as described above, high tracking accuracy can be obtained by linearly controlling the voice coil motor drive current during tracking when the moving amount of the magnetic head 106 is small. On the other hand, when the “pulse drive mode” is selected during a seek operation with a large amount of movement of the magnetic head 106, the drive current of the voice coil motor is PWM-controlled from both terminals of the coil, resulting in a large power loss. The magnetic head 106 can be moved at a high speed. When “one-side pulse drive mode” is selected, the drive current of the voice coil motor is PWM-controlled from one terminal of the coil and linearly controlled from the other terminal. ”And“ pulse drive mode ”, the head is moved at an intermediate speed, and the power loss is an intermediate value between the two modes, and the magnetic head 106 can be moved at a certain high speed while suppressing the power loss.
[0030]
This makes it possible to achieve both high-precision magnetic head positioning control during tracking and high-speed access by shortening seek time while effectively reducing heat generation and EMI that induce read / write errors. Become. That is, in the magnetic head drive system, the “linear drive mode” is executed during tracking when the magnetic head 106 traces a predetermined storage track in a read / write state, and the seek is performed in which the magnetic head 106 moves across the storage track. Depending on the system, the “pulse drive mode” or “one-side pulse drive mode” is sometimes executed to improve the positioning accuracy of the magnetic head during tracking, while speeding up access and suppressing EMI noise during seeking. Can be optimized.
[0031]
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the current command value during seeking and the current command value during tracking of the motor drive circuit 110 shown in FIG.
As shown in FIG. 3, since the required moving amount of the magnetic head 106 is large at the time of seek (period T1 in FIG. 3), the controller 260 responds to the full range, that is, the maximum scale (Vmax + / Vmax). -) Drive current command value is issued. This command value (Vmax + / Vmax−) is converted to an analog value by the D / A converter 112 and is given to the VCM driver 114. The VCM driver 114 executes a pulse drive mode in which the drive current to the voice coil motor 108 is PWM controlled so that the average drive current of the voice coil motor 108 matches the command value. When the drive current command value is set to Vmax +, the magnetic head 106 is seek-driven at a high speed, and then the drive current command value is set to Vmax- to brake the head movement.
[0032]
When the magnetic head 106 is seek-driven and approaches the target storage track, the required movement amount of the magnetic head 106 is reduced. Accordingly, the drive current command value issued from the controller 260 is reduced accordingly, and DA conversion is performed. The analog drive current command value output from the device 112 is also made smaller than Vmax +. When the magnitude (absolute value) of the drive current command value becomes less than a predetermined threshold value (Vth), the drive mode is changed from the pulse drive mode (or one-side pulse drive mode) to the linear drive mode. As a result, the VCM driver 114 performs a so-called tracking operation for performing positioning control of the magnetic head 106 with high accuracy by executing a linear drive mode in which the drive current of the voice coil motor 108 becomes the command value by linear control ( (Period T2 in FIG. 3).
[0033]
FIG. 4 shows an embodiment of the VCM driver 114. 5 and 6 show operation timing charts of main parts of the VCM driver shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the VCM driver 114 includes a control amplifier 1, PWM comparators 2 and 12, output amplifiers 3 and 4, a current sense amplifier 5, a sample and hold circuit 6, a timing control circuit 7, and a latch circuit 8. , An amplitude control circuit 9, a triangular wave generation circuit 10, mode changeover switches 13 and 14, an inverting amplifier 15, and the like. Each of the amplifiers 1, 3 to 5 is composed of an operational amplifier circuit having a differential input, and circuit constants such as gain are obtained by optimally determining constants of elements such as resistors R1 to R14 and transistors in the amplifier. Each is set to have desired characteristics.
[0034]
In FIG. 4, DAout is a drive current command value given from the controller 260 and converted into an analog value by the D / A converter 112, Vps is a power supply voltage, and Vref and Vcmref are circuit operation reference voltages, respectively. . A resistor Rx and a capacitor Cx connected to the control amplifier 1 are phase compensation elements, and Rs is a current detection resistor that converts a current flowing through the coil into a voltage Vs. The voice coil motor 108 is represented as an equivalent circuit by a coil inductance Lm, an internal resistance Rm, and a counter electromotive voltage source Vbf.
[0035]
The control amplifier 1 is converted into an analog signal by the D / A converter 112 and input through the resistor R1, and is sampled by the sample and hold circuit 6 and input through the resistor R2. The output current Sout is amplified and output as a control voltage (control target voltage) Vctl +. Then, the control voltage Vctl + is inverted by the inverting amplifier 15 to generate a control voltage Vctl− having a reverse polarity around the reference voltage Vref.
[0036]
The PWM comparator 2 compares the level of the triangular wave signal Vosc output from the triangular wave generation circuit 10 with the control voltage Vctl +, thereby generating a signal Pcmp whose pulse width changes according to the control voltage Vctl +. That is, the pulse signal Pcmp that is PWM-modulated by the control voltage Vctl + is generated.
[0037]
The PWM comparator 12 compares the level of the triangular wave signal Vosc output from the triangular wave generation circuit 10 with the control voltage Vctl−, thereby generating a signal Pcmn whose pulse width changes according to the control voltage Vctl−. . That is, the pulse signal Pcmn PWM-modulated by the control voltage Vctl− is generated. By providing the PWM comparator 12 and the inverting amplifier 15 in this way, the phases of the output Vcmp of one output amplifier 3 and the output Vcmn of the other output amplifier 4 are shifted by 180 degrees, and the coil of the voice coil motor is connected from both terminals. It can be driven.
[0038]
The switch 13 is either the control voltage Vctl + output from the amplifier 1 or the pulse signal Pcmp output from the PWM comparator 2 in accordance with the PWM / linear switching signal PWM / LIN generated according to the mode set in the mode register. Is supplied to the output amplifier 3. On the other hand, the switch 14 controls the control voltage Vctl + or the pulse signal Pcmn output from the PWM comparator 12 according to the PWM / linear switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN generated according to the mode set in the mode register. Is selected and supplied to the output amplifier 4. Although not particularly limited, in this embodiment, the PWM / linear switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN are input to the OR gate 16, and a logical sum signal is used as a control signal for the switch 14. .
[0039]
The output amplifiers 3 and 4 are voltage drivers in which a predetermined voltage gain is set by resistors R7 to R14. The output amplifier 3 is driven by the control voltage Vctl + or the pulse signal Pcmp selected by the switch 13, and the output amplifier 4 is It is driven by the control voltage Vctl + selected by the switch 14 or the pulse signal Pcmn. A coil Lm of the voice coil motor 108 and a sense resistor Rs are connected in series between the output terminals of the output amplifiers 3 and 4, and a drive current Ivcm is passed through the motor coils by the output amplifiers 3 and 4. In this way, the motor coil is driven in both directions by the pair of output amplifiers 3 and 4. 5 and 6, Vcmp represents the output voltage of one output amplifier 3, and Vcmn represents the output voltage of the other output amplifier 4.
[0040]
In this embodiment, the voice coil motor drive current Ivcm is converted into a voltage by the current detection resistor Rs and detected by the sense amplifier 5. The converted voltage Vs (= Rs × Ivcm) is amplified by the current sense amplifier 5 with the voltage gain set by the resistors R 3 to R 6 and input to the sample and hold circuit 6. The sample and hold circuit 6 samples the current detection voltage Vs in synchronization with the sampling pulse Ps generated by the timing control circuit 7. The timing control circuit 7 detects the peak (upper peak and lower peak) of the triangular wave signal Vosc, and generates the sampling pulse signal Ps for each peak detection point.
[0041]
The latch circuit 8 latches and outputs the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN given from the mode register 118 in the serial port in synchronization with the sampling pulse Ps. When the “linear drive mode” is specified as the operation mode by the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN, the output of the timing control circuit 7 is at a high level in synchronization with the first sampling pulse Ps thereafter. Fixed to. As a result, the sample and hold circuit 6 is set to a constantly sampling state in which the input signal (current detection voltage Vs) is passed as it is, and the sampled output current value is supplied to the control amplifier 1.
[0042]
In addition, when the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN specify “PWM driving mode” or “one-side pulse driving mode” as the operation mode, the current flows through the coil amplified by the current sense amplifier 5. The detection voltage Vs of the drive current is sampled at an intermediate timing between on and off of the voice coil motor drive current Ivcm by the sampling pulse Ps. At this intermediate timing, since the instantaneous value of the voice coil motor driving current Ivcm becomes an average value, this average output current value is sampled and supplied to the control amplifier 1.
[0043]
When the “pulse drive mode” is specified by the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN, the mode changeover switches 13 and 14 have their selection terminals (a / b) connected to the pulse drive mode side terminal (b). The switches 13 and 14 respectively select the pulse signals Pcmp and Pcmn output from the corresponding comparator 2 or 12, respectively, and supply them to the output amplifiers 3 and 4, respectively, so that the PWM pulse drive of the motor coil is performed.
[0044]
When the “linear drive mode” is specified by the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN, the mode switching switches 13 and 14 have their selection terminals (a / b) connected to the pulse driving mode side terminals (b ) To the linear drive mode side terminal (a), and the switches 13 and 14 both select the control voltage Vctl + output from the amplifier 1 and supply it to the output amplifiers 3 and 4 respectively. Done.
[0045]
On the other hand, when the “one-side pulse driving mode” is designated by the mode switching signal PWM / LIN and the PWM enable signal PWM EN, the mode switching switch 13 has its selection terminal (a / b) as the pulse driving mode side terminal (b). , The pulse signal Pcmp output from the comparator 2 is selected and supplied to the output amplifier 3, and the mode switch 14 selects the control voltage Vctl + output from the amplifier 1 and supplies it to the output amplifier 4. One-side pulse driving is performed. That is, if both PWM / LIN and PWM EN are low level, both output amplifiers 3 and 4 are PWM driven. If PWM / LIN is low level and PWM EN is high level, output amplifier 3 is PWM driven and output amplifier 4 is linearly driven. Let
[0046]
FIG. 5 shows the timing when the seek operation in the “pulse drive mode” is switched to the tracking operation in the “linear drive mode”. FIG. 6 shows the timing when the seek operation in the “one-side pulse drive mode” is switched to the tracking operation in the “linear drive mode”. Comparing FIG. 5 and FIG. 6, it can be seen that the change in the coil drive current Ivcm is smaller in the “one-side pulse drive mode” than in the “pulse drive mode”, and the generated noise is reduced.
[0047]
The amplitude control circuit 9 performs amplitude control so that the amplitude Aosc of the triangular wave signal Vosc is proportional to the power supply voltage Vps. The drive current Ivcm supplied from the output amplifiers 3 and 4 to the voice coil motor 108 varies depending on the power supply voltage Vps. For this reason, when the output amplifiers 3 and 4 are driven by pulses, when the power supply voltage Vps changes, the current drive gain with respect to the pulse width changes. In order to compensate for this change, the amplitude control circuit 9 controls the amplitude Aosc of the triangular wave signal Vosc as follows:
Vps / Aosc = R8 / R7 = R11 / R12 = constant
[0048]
As described above, when the coil is PWM controlled, the detection voltage Vs of the drive current flowing through the coil amplified by the current sense amplifier 5 is driven by the voice coil motor by the sampling pulse Ps generated at the peak of the triangular wave signal Vosc. The current Ivcm is sampled at an intermediate timing between on and off. At this intermediate timing, the instantaneous value of the voice coil motor drive current Ivcm becomes an average value. Further, at the intermediate timing, there is no kickback noise due to on / off of the drive current Ivcm. Thereby, PWM control can be accurately and stably performed based on the average value of the voice coil motor drive current Ivcm.
[0049]
When the coil is linearly driven, the control is executed by continuously feeding back the voice coil motor driving current Ivcm to the input side of the amplifier 1 via the sample and hold circuit 6.
[0050]
The switching from the “pulse drive mode” to the “linear drive mode” or from the “one-side pulse drive mode” to the “linear drive mode” is performed in synchronization with the sampling pulse Ps. Thereby, the switching is smoothly performed at a timing when the instantaneous value of the voice coil motor driving current Ivcm becomes an average value of one PWM period.
[0051]
Since the pulse driving mode is a sampling system that is PWM-driven with one period from the average sampling pulse Ps of the driving current to the next average sampling pulse Ps as a cycle, the output from the control amplifier 1 to the driving end of the voice coil motor. When the voltage gain is designed to match between both drive modes, that is, when the loop gains of the system match, the output voltage and drive current Ivcm of the control amplifier 1 are between the drive modes at the sampling pulse generation point. Match exactly. Therefore, by changing the drive mode in synchronization with the current sampling pulse Ps, the output fluctuation at the time of the mode change can be made zero in principle.
[0052]
By the way, in a magnetic disk storage device, the magnetic head may be in a runaway state due to a seek error. This runaway state can be detected by monitoring the back electromotive voltage Vbf appearing at the drive terminal of the voice coil motor 108. In normal linear driving, the back electromotive voltage Vbf can be monitored from the driving voltage of the voice coil motor 108 and the driving current flowing in the voice coil motor 108. In the case of PWM driving, the driving terminal of the voice coil motor is used. Furthermore, since kickback noise (EMI noise due to Ldi / dt) due to the coil inductance Lm of the voice coil motor 108 is generated, only the counter electromotive voltage Vbf cannot be directly detected from the drive terminal of the voice coil motor 108.
[0053]
As described above, as described above, the sampling pulse Ps is generated at an intermediate timing at which the kickback noise does not occur, the average driving current is detected in synchronization with the sampling pulse Ps, and the voice coil motor This can be solved by representing the drive current of the motor by the output voltage Vctl of the control amplifier 1 which is an instruction value of the average value output in the PWM1 cycle of the drive voltage. In the case of the circuit of the embodiment shown in FIG. 4, the voltage (Vsout) reflecting the back electromotive voltage Vbf is from the output Sout of the sample and hold circuit 6, and the voltage corresponding to the motor drive voltage is the control amplifier. 1 is taken out from the output Vctl of 1 and supplied to the counter electromotive voltage detection circuit 115 for monitoring.
[0054]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the entire hard disk device as an example of a magnetic disk storage device including a spindle motor control system and a magnetic head drive control system using a motor drive control circuit to which the present invention is applied. It is.
[0055]
In FIG. 8, 320 is an arm having a magnetic head (including a write magnetic head and a read magnetic head) 106 at the tip, 330 is a carriage that rotatably holds the arm 320, and the voice coil motor 108 is configured to move the carriage 330. The voice coil motor drive circuit 110 performs servo control of the voice coil motor 108 in cooperation with the controller 260 so that the magnetic head is moved by moving the magnetic head and the center of the magnetic head coincides with the center of the track.
[0056]
A spindle motor drive control circuit 210 controls the drive of the spindle motor 310 and rotates the magnetic disk at a predetermined speed. The spindle motor drive control circuit 210 operates according to a control signal such as a current command value SPNCRNT supplied from a controller 260 formed of a microcomputer, and servo-controls the spindle motor 310 so that the relative speed of the magnetic head is constant.
[0057]
220 amplifies the current corresponding to the magnetic change detected by the magnetic head 106 and transmits a read signal to the signal processing circuit (data channel processor) 230 or amplifies the write pulse signal from the signal processing circuit 230. The read / write IC outputs a drive current for the magnetic head 106. This read / write IC is provided, for example, in an arm that holds the magnetic head 106 in the system of FIG.
[0058]
A hard disk controller 240 takes in read data transmitted from the signal processing circuit 230 and performs error correction processing, or performs error correction coding processing on write data from the host and outputs it to the signal processing circuit 230. It is. The signal processing circuit 230 performs signal processing such as modulation / demodulation processing suitable for digital magnetic recording and waveform shaping considering magnetic recording characteristics, and reads position information from the read signal of the magnetic head HD.
[0059]
Reference numeral 250 denotes an interface controller for transferring and controlling data between the system and an external device. The hard disk controller 240 is connected to a host computer such as a microcomputer of the personal computer body via the interface controller 250. . A buffer cache memory 270 temporarily stores read data read from the magnetic disk at high speed. A system controller 260 comprising a microcomputer determines which operation mode is based on a signal from the hard disk controller 240, controls each part of the system in accordance with the operation mode, and is supplied from the hard disk controller 240. The sector position and the like are calculated based on the address information.
[0060]
As described above, the motor drive circuit of the present embodiment has a mode in which both terminals of the coil are PWM-driven, a mode in which both terminals of the coil are linearly driven, and one terminal of the coil is PWM-driven and both ends of the other terminal. Since the mode includes a mode in which the child is linearly driven, it is possible to optimize the speed of access and the suppression of EMI noise while seeking while suppressing power loss by properly using these modes according to the system. In addition, as will be described below, cables for connecting the voice coil motor 108 and the read / write IC (220) provided on the head side to the motor driving IC (110) and the signal processing IC (230) are provided. By devising, the influence of noise can be further reduced.
[0061]
That is, a flexible printed wiring cable generally called FPC is connected between the voice coil motor 108 and the motor driving IC (110) and between the read / write IC (220) and the signal processing IC (230). It is combined with each part by being branched on the way. Therefore, in this cable, the wiring connecting the voice coil motor 108 and the motor driving IC (110) and the wiring connecting the read / write IC (220) and the signal processing IC (230) are mutually connected. It will be provided adjacent.
[0062]
In such a case, if the motor driving IC (110) has a one-side pulse driving mode in which one terminal of the coil is linearly driven and the other terminal of the coil is PWM-driven as in the above embodiment. For example, as shown in FIG. 7, on the cable 400, wires 411 and 412 for connecting the read / write IC (220) and the signal processing IC (230), the voice coil motor 108, and the motor drive IC ( 110) and wirings 431 and 432 are arranged apart from each other, and power supply wirings (Vcc line and GND line) 421 and 422 are arranged therebetween, and the voice coil motor 108 and the motor driving IC (110) Of the output Vcmn of the output amplifier 4 on the side in which the inner wiring 431 is linearly driven in the one-side pulse drive mode. To use for reach.
[0063]
In this way, the wiring 431 is not PWM driven even when the drive mode is switched, so the voltage does not change greatly, and the noise generated from this wiring is smaller than the noise generated from the outer wiring 432. Therefore, the amount of generated noise jumps into the wirings 411 and 412 connecting the read / write IC (220) and the signal processing IC (230) is reduced.
[0064]
When the motor drive circuit seeks in the one-side pulse drive mode, the track information is read out and transmitted to the signal processing IC (230) for head position control. Since the signal is not transmitted, in the example of FIG. 7, it is desirable that the read signal is transmitted using the wiring 411 farthest from the wiring 432 used for transmitting the output Vcmn of the output amplifier 4. Further, since the GND line is generally more stable than the Vcc line with respect to the power supply voltage, the wiring 421 close to the wirings 411 and 412 used for the write signal and the read signal is used as the GND line in the example of FIG. It is desirable to use it.
[0065]
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Not too long. For example, in the above embodiment, a motor drive circuit having three drive modes of “linear drive mode” and “pulse drive mode” or “one-side pulse drive mode” has been described. ”And“ One-side pulse drive mode ”are provided, and the motor can be configured to drive in“ One-side pulse drive mode ”during seek and in“ Linear drive mode ”during tracking. is there. In that case, the PWM comparator 12 and the switch 14 in the embodiment of FIG. 4 can be omitted, and the output of the control amplifier 1 can be directly input to the output amplifier 4. This is because the Vcmn side is linearly controlled in any mode.
[0066]
In addition, the user selects whether to use “pulse drive mode” or “single-side pulse drive mode” during seek, but the selection is made effective by incorporating it into the system control program as mode information. Alternatively, a programmable element such as a fuse may be provided and the fuse may be cut according to a mode desired to be set at the manufacturing stage.
[0067]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to a magnetic disk storage device using a hard disk as a storage medium, which is a field of use as a background, has been described. However, the present invention is not limited thereto. It can also be used for a magnetic disk storage device using a floppy disk as a storage medium.
[0068]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0069]
That is, when tracking is performed with a small amount of movement of the magnetic head, the voice coil motor drive current is linearly controlled, so that high positioning accuracy can be obtained. By the PWM control, the magnetic head can be moved at high speed without a large power loss. In addition, heat generation or EMI noise that may cause read / write errors can be preferentially reduced, depending on the system to be applied, and the accuracy of magnetic head positioning control during tracking can be increased. And an increase in access speed by shortening the seek time can be achieved at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a magnetic disk storage device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a voice motor driving circuit constituting a magnetic disk storage device to which the present invention is applied.
3 is a timing chart showing a relationship between a current command value during seeking and a current command value during tracking in the voice motor driving circuit shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a VCM driver used in the present invention.
5 is a timing chart showing an operation example in a main part when the VCM driver shown in FIG. 4 is switched from “pulse drive mode” to “linear drive mode”.
6 is a timing chart showing an operation example in the main part when the VCM driver shown in FIG. 4 is switched from “one-side pulse drive mode” to “linear drive mode”.
FIG. 7 is an enlarged explanatory view showing a configuration example of a cable for connecting a head side and a control device side in a magnetic disk storage device to which the present invention is applied.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of an entire hard disk device as an example of a system using a motor drive control circuit to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Control amplifier
2,12 PWM comparator
3, 4 output amplifier
5 Current sense amplifier
6 Sample and hold (sample and hold) circuit
7 Timing control circuit
8 Latch circuit
9 Amplitude control circuit
10 Triangular wave generator
11 Voice coil motor
13, 14 Mode selector switch
15 Inverting amplifier
21-23 operational amplifier
30 A / D converter
100 magnetic storage disk
102 Spindle motor
106 Magnetic head
108 Voice coil motor
110 Motor drive circuit
112 D / A converter
114 VCM driver
230 Signal Processing Circuit (Signal Processing IC)
260 controller
261 Microcomputer
262 compensation circuit

Claims

A magnetic head for read information to the storage tracks on the magnetic storage disk which is rotated, and a voice coil motor for moving the magnetic head in on the disk, while monitoring the read state of the magnetic head and the a magnetic disk storage device having a magnetic head drive means for positioning control of the magnetic head by feedback-controlling the driving current of the voice coil motor,
It said magnetic head driving means includes a first driving amplifier and a second driving amplifier for driving the one of the voice coil motor coil terminal and the other a terminal, respectively,
A first drive mode in which the first drive amplifier and the second drive amplifier are both linearly controlled, and a second drive mode in which the first drive amplifier is linearly controlled and the second drive amplifier is pulse width controlled. A magnetic disk storage device comprising:

According to claim 1, wherein the magnetic head drive means, said magnetic head executes said first drive mode when tracking sequentially scanning the storage track adjacent, when seeking said magnetic head moves across the storage tracks A magnetic disk storage device that executes a second drive mode.

According to claim 2, wherein the magnetic head drive means, the control command value of the driving current of the voice coil motor executes the first driving mode when less than the predetermined threshold, the said voice coil motor magnetic disk storage device and the control command value for the drive current and executes the second drive mode when the above predetermined threshold value.

A magnetic head for read information to the storage tracks on the magnetic storage disk which is rotated, and a voice coil motor for moving the magnetic head in on the disk, while monitoring the read state of the magnetic head and the a magnetic disk storage device having a magnetic head drive means for positioning control of the magnetic head by feedback-controlling the driving current of the voice coil motor,
It said magnetic head driving means includes a first driving amplifier and a second driving amplifier for driving the one of the voice coil motor coil terminal and the other a terminal, respectively,
A first drive mode in which the first amplifier and the second amplifier are both linear control, and a second drive mode in which the second driving amplifier together with the first driving amplifier is linear control controls the pulse width, the and a third drive mode in which the first driving amplifier second drive amplifiers together pulse width control, magnetic disk storage, wherein said either of the drive mode to perform driving control of the voice coil motor apparatus.

According to claim 4, wherein the magnetic head drive means, said magnetic head executes said first drive mode when tracking sequentially scanning the storage track adjacent, when seeking said magnetic head moves across the storage tracks magnetic disk storage device and executes the second drive mode or the third drive mode.

According to claim 4, wherein the magnetic head drive means, the control command value of the driving current of the voice coil motor executes the first driving mode when less than the predetermined threshold, the said voice coil motor magnetic disk storage device and the control command value for the drive current and executes the second drive mode or the third drive mode when more than the predetermined threshold value.

In any of claims 2 to 6, it includes a timing control means for determining the timing as the instantaneous value of the driving current of the voice coil motor in the second mode is an average value, the timing control means magnetic disk storage apparatus characterized by synchronization with the timing stipulated for switching from said second mode drive mode to the first mode.

In any one of Claim 4 thru | or 7,
Current detecting means for detecting an average value of the driving current of the voice coil motor and a voltage converter,
An error detection circuit for detecting a difference between the detected voltage and the control command value of the current detecting means,
A first pulse generation circuit for generating a first pulse whose width changes in accordance with a detection output of the error detection circuit;
A second pulse generating circuit for generating a second pulse of the first pulse and the phase difference based on the detection output of the error detection circuit,
It said first driving amplifier for controlling the drive current of the voice coil motor at the one terminal of the coil based on the detected output or the first pulse generated by the first pulse generation circuit of the error detecting circuit a first driving means as,
It said second driving amplifier for controlling the drive current of the voice coil motor at the other terminal of the coil based on the detected output or the second pulse generated by the second pulse generation circuit of the error detecting circuit a second driving means as,
A first switch circuit and the switch and the detection output of said first pulse can be supplied to the first driving means of said error detecting circuit in accordance with the operation mode,
Depending on the operating mode and a second switch circuit that can be supplied to the second drive means and said detection output and switches between the second pulse of the error detection circuit, the said first switch circuit second switch A magnetic disk storage device, wherein the circuits are configured to be controllable independently of each other.

In claim 2, the write signal supplied to the signal and the magnetic head read by the magnetic head, the signal for driving the other terminal of the signal for driving the one terminal of the coil and the coil and Are configured to be transmitted by one transmission medium,
Wherein the wiring for transmitting the signal for driving the other terminal of the coil to be driven by a pulse width control in the second drive mode, on the transmission medium, which is driven by a linear control in the second drive mode than wiring for transmitting the signal in which the driving one terminal of the coil, a magnetic disk storage device, characterized in that it is located away from the wiring for transmitting each said read signal and said write signal.

According to claim 9, driven by the linear control with the wiring and the second drive mode for transmitting the signal for driving the other terminal of the coil driven by the pulse width control in the second drive mode and the wiring for transmitting the signal for driving the one terminal of the coil, between the wiring for transmitting each said read signal and said write signal, characterized in that the power supply voltage supply line are arranged Magnetic disk storage device.